JPH01181042A - 冷凍機の起動および運転の制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍機の制御システムに関するものである。

（従来の技術） 従来の冷凍機の起動及び運転制御システムは、第３．４
図に示すように、起動スイッチ５Ｗ−１が閉じると、電
源表示灯ＷＬが点灯して、制御回路に荷電する０周囲と
熱的に遮蔽されている冷却対象部１０の温度が所定の温
度より高く、温度調節器２３Ｈの接点が閉じると、圧縮
機過電流リレー５１Ｃｂ及び圧縮機１１の吐出圧力開閉
器ＨＰは、正常な状態では閉じている接点なので、開閉
弁である冷媒液電磁弁２１と補助リレーＸのコイルに荷
電する。これにより、電磁弁２１は非荷電で閉止状態で
あったのが、荷電されて開弁状態となり、冷凍サイクル
の高圧液管路Ｐ１と冷却器１０ａとが膨張弁１３ａを介
して連通し、高圧冷媒液が冷却器に流入し低圧圧力、す
なわち圧縮機の吸入側の圧力（低圧圧力）が上昇する。

吸入圧力が低圧圧力開閉器ＬＰの設定値より上昇すると
、この開閉器ＬＰの接点が閉じて、既に閉じている補助
リレーＸの接点を経て起動タイマ２−１のコイルが励磁
され、このタイマの設定時間を経過すると、タイマの接
点が閉じて電磁開閉器５２Ｃのコイルが励磁され、開閉
器５２Ｃの接点が閉じて圧縮機１１の電動機に荷電され
て、電動機が起動し、これにより圧縮機が回転し、低圧
側のガスを吸引して圧縮する。

この時、圧縮機運転表示灯ＲＬが点灯する。

圧縮の過程では、ガス温度が上昇して吐出され、配管Ｐ
３を通って凝縮器１２に入り、ここで冷却され凝縮して
高圧冷媒液となる。凝縮された液は、冷媒液電磁弁２１
を経て減圧弁１３ａｌ−減圧され、低温の液と気体の共
存状態となり、ともに冷却器１０ａに流入して周囲から
吸熱して液体分は気化する。流入したガスと気化したガ
スは共に、冷却器１０ａから吸入管路Ｐ２を経て圧縮Ｉ
Ｉ！１１１に吸引され圧縮される。このようにして冷媒
の循環が行われ、連続して冷却が行われる。

冷却が継続して冷却対象部１０の温度が低下して温度調
節器２３Ｒの設定値以下の温度になると、この温度調節
器の接点が開いて、冷媒液電磁弁２１が閉じ、補助リレ
ーＸのＮＯ接点も同時に開く。

この状態では、補助リレーの例示コイルにも荷電されて
接点と並列に回路を構成している電磁開閉器５２Ｃの自
己補助接点で接続され、タイマー２−１の接点を経て圧
ｍａｉの電磁開閉器５２のコイルに荷電されているので
、圧縮機１１の運転は継続する。

しかし、冷媒液電磁弁２１が閉じて送液が止まっている
ので、圧ａ機１１の運転につれて吸入圧力が暫時低下す
る。低圧圧力開閉器ＬＰの設定値以下まで低圧圧力が低
下すると、この開閉器の接点が開いて電磁開閉器５２Ｃ
への荷電が停止するので、圧縮機１１が停止し、冷却機
能が停止する。

そして暫く後に、再び冷却対象部１０の温度が上昇する
と、温度開閉器２３Ｒの接点が閉じて、冷媒液電磁弁２
１が開いて、再び高圧液冷媒が冷却器１０ａに流入して
、低圧圧力が上昇し、開閉器ＬＰの接点が閉じて、起動
タイマ２−１のコイルに荷電され、設定時間を経過する
と、この起動タイマの接点が閉じ、電磁開閉器５２ｃの
コイル荷電されて、圧縮機１１が起動し冷却を開始する
。

こうして温度調節器２３Ｒと低圧力開閉器ＬＰ及びタイ
マー２−１とにより冷凍機は断続的に運転され、冷却対
象部１０の温度は一定の温度範囲で制御される。

第３図において、ＯＬは異常表示灯である。

ところが、この冷凍機において、万一凝縮器１２の不調
や圧縮機１１の過負荷等で過電流リレー５１Ｃｂや吐出
圧力開閉器ＨＰの設定値以上の状態が発生し、これらが
単独に、または両方の接点が開くと、冷媒液電磁弁２１
は閉じ、圧縮機も停止するが、停止の直前まで、冷却器
１０．ａに流入し続けていた冷媒液が蒸発器１０ａおよ
び管路Ｐ２、タンクＴの低圧側に滞留することになる。

冷却が未だ十分でない状態で、過電流リレー５ｔｃｂや
吐出圧力開閉器ＨＰの保護動作が生じた場合、過電流リ
レー５１Ｃｂや吐出圧力開閉器ＨＰの動作した原因を解
消して、再起動させると、蒸発器１０ａに既に流入して
しまっている冷媒のうち未蒸発の液分が圧ｔａｎに吸入
されることになり、ガス圧縮機である冷媒圧ａｍのシリ
ンダ内に液冷媒を吸引して液圧縮のおそれが生じる。

また良好な状態で運転を継続している場合においても、
冷却器１０ａに熱交換を阻害する要因が生じると、例え
ばｏ゛ｃｃ以下温冷蔵庫やヒートポンプ装置の運転にお
いては、冷却器の伝熱面に多量の霜が付着した場合は、
その霜が伝熱を阻害して、本来冷却器に流入する冷媒液
が気化するのに十分な熱交換機能をもっていた冷却器な
のに、伝熱機能が不十分となり、未蒸発の冷媒液が冷却
器１０ａから吸入管路Ｐ２を経て、圧ａＩ！ｌに吸引さ
れることになり、液圧縮状態を引き起す。

このために、従来は、このような場合の予防手段として
、第４図に示すように圧ｍ機１１の吸入口に多量の内容
積をもつ通称“アラキュムレ−ター”と呼んでいる気体
と液分を分離する＃積のあるタンクＴを設けて、多量の
液が吸入口に流入するのを防止している。

また別の手段では、冷却器１０ａに流入する流側に温度
自動膨張弁と称する適当な制御機能のある弁を設けて不
測の、事態を回避する手段をとっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、温度自動膨張弁は圧縮機の過電流リレー
や吐出圧力開閉器が開く緊急保護動作時には、既に冷却
器内に流入してしまっている多量の冷媒を制御すること
はできないという問題がある。またアラキュムレ−ター
は、これらの液冷媒により生ずる液圧縮を回避するａｌ
能はあるが、流入した冷媒、すなわち冷却器および管路
Ｐ２の内部容積に比例した大容積のタンクを設ける必要
があり、重量が増して装置が大型となり価格も高くなり
、かつ装置に封入する冷媒が増大するという欠点がある
。

本発明の目的は、簡単で大型にならず低コストで圧ｍ機
の不測の停止や冷却器のａ能低下の場合に発生する液圧
縮を防止することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、常時閉接点であって、圧縮ｗｉｔの吐出圧力
上昇で接点が開く吐出圧力開閉器ＨＰと、上記圧縮機の
吸入圧力上昇で閉じる低圧圧力開閉器ＬＰと、上記吐出
圧力開閉器と電気的に直列に回路を構成してあって、冷
却部１０の温度上昇で接点が閉じる温度調節器２３Ｒと
、この温度調節器の接点の開閉により制御され、凝縮器
１２と冷却器１０ａとを接続する送液配管Ｐ１を開閉し
て、配管を流れる冷媒液を連通または遮断する冷媒送液
開閉弁２１と、この冷媒送液開閉弁とは電気回路におい
て吐出ガススイッチの接点を介して並列に接続されてい
る吐出ガスバイパス弁２１ＨＶと、圧［１１１１１の吐
出ガスの温度調節器２３Ｈと、上記圧縮機の低圧圧力開
閉器ＬＰに従動して動作する時限タイマ２−２とを具備
する。

吐出ガスバイパス弁２１ＨＶは、上記温度調節器２３Ｒ
と電気回路的に直列に接続し、入口が圧縮器１１の吐出
口から凝縮器１２間の配管Ｐ３がら分岐したバイパス管
路Ｐ４に接続し、出口が上記圧縮機の吸入口側に連通し
ているものである。

圧縮機１１の吐出ガスの温度調節器２３Ｈは、上記温度
調節器２３Ｒと冷媒送液開閉弁２１との電気回路中で直
列に回路を構成し、吐出ガス温度上昇によって閉となる
接点２３Ｈ（ａ）と、温度調節器２３Ｒと吐出ガスバイ
パス弁２１ＨＶとの回路中にあって、かつ吐出ガス温度
上昇によって開となる接点２３Ｈ（ｂ）とを有するもの
である。

時限タイマ２−２は、設定時間経過後に開となる接点２
−２　（ｂ）と、設定時間経過後に閉となる接点２−２
（ａ）とを有する。

〈実施例） 以下本発明の一実施例を第１．２図を参照して作用と共
に説明する。

なお、説明にあたり、従来例と実質的に同一のものにつ
いて、符号をそのまま使用している。

起動スイッチ５Ｗ−１を閉じると、圧ａｌｌ過電流リレ
ー５１Ｃと圧縮機１１の吐出圧力開閉器ＨＰが正常で、
かつ冷却対象部１０の温度が温度調節器２３Ｒの設定値
より高いと、時限タイマ２−２の非荷電で閉じている接
点（ｂ）を経て、吐出ガス温度調節器２３Ｈの接点（ｂ
）を経て、吐出ガスバイパス弁であるバイパス電磁弁２
１Ｈ■に荷電され、この電磁弁が開いて、圧縮機吐出側
の高圧管路内の未凝縮ガスが低圧側に流入する。

電磁弁２１ＨＶは、入口を圧縮６１１１の吐出口から凝
縮器１２間の配管Ｐ２から分岐したバイパス管路Ｐ４に
接続し、その出口は圧縮機の吸入口又はそれに近い低圧
配管部Ｐ２１に接続している。

この圧縮機１１からの吐出側の高圧ガスをバイパス電磁
弁２１ＨＶで吸入側管路Ｐ２１にバイパスすることで、
低圧圧力が上昇する。

ここで、時限タイマ２−２の設定時間を起動タイマ２−
１より短く設定する０例えば、起動タイマを５〜１０分
、時限タイマを０．５〜５分のように設定する。

時限タイマ２−２は、圧縮ａｔｔの低圧圧力開閉１％Ｌ
Ｐが閉じて荷電されないと、動作しないように回路構成
されているので、未だ、圧縮機電磁開閉器５２Ｃのコイ
ルに荷電されず、圧縮ａｔｔが停止中に、温度調節器２
３Ｒの接点が閉じると、バイパス電磁弁２１ＨＶが開い
て、吐出側の高圧ガスがバイパス管路Ｐ４を経て低圧側
に流入して、吸入圧力が上昇し、低圧圧力開閉器ＬＰの
接点が閉じると、暫くしてまず、時限タイマ２−２の設
定時間となり、一方の接点（ｂ）が開き、他方の接点（
ａ）が閉じ、バイパス電磁弁２１ＨＶが閉じて吐出側か
ら吸入側へのガスのバイパスは停止する。　また時限タ
イマ２−２は閉じるが、未だ起動タイマ２−１と圧縮機
吐出ガス温度調節器２３Ｈａとが開いているので、冷媒
送液電磁弁２１は閉じたままであり、圧縮機は起動しな
い、この状態で、さらに時間が経過して、起動タイマ２
−１の設定時間となると、この起動タイマの接点が閉じ
て、補助リレーＸにも荷電される。ｔｍ開閉器５２Ｃの
コイルが励磁されて、電動機が起動するが、起動後少し
の時間（例えば３０〜６０秒）は吐出ガス温度は十分に
上昇せず、吐出ガス温度調節器２３Ｈの接点（ｂ）は閉
じた状態であるので、冷却部１０の温度調節器２３Ｒと
圧縮機の電磁開閉器５２Ｃの補助接点と吐出ガス温度調
節器２３Ｈの接点（ｂ）の回路が接続していて圧縮機の
起動と同時に、再び吐出ガスバイパス電磁弁２１ＨＶに
荷電され、圧縮機の吐出ガスが電磁弁２１ＨＶを経て圧
１ｉ！１１１１の吸入側にバイパスされ、低圧圧力が高
く保たれるので、低圧圧力開閉器ＬＰの接点が閉じ続け
て、圧縮機１１の運転が継続する。この圧ａｍの吐出し
た過熱ガスのうちのバイパスしてくるガスを吸入して圧
縮機の運転が継続することで、圧縮機の起動後の吐出管
の温度上昇が従来方式より早くなる。

吐出温度が吐出ガス温度調節器２３Ｈの設定値以上にな
ると、この温度調節器の接点（ｂ）が開き、他方の接点
（ａ、　）が閉じて、すでに閉じている冷却部の温度調
節器２３Ｒと、圧Ｓ機の電磁開閉器５２Ｃの補接点と、
時限タイマ２−２（ａ）と、温度調節器２３Ｈ（ａ）の
回路が連接して、冷［液電磁弁２１のコイルが励磁され
て、この冷媒液電磁弁が開き、凝縮器１２からの液冷媒
が減圧弁１３を経て冷却器１０ａに流入して冷却運転と
なる。

冷却運転が継続している時、冷却器１０ａに過剰な液が
流入したり、また冷却器の熱交換器の熱交換機能が低下
し、未蒸発の冷媒液が冷却器から吸入管路Ｐ２から流出
するような状態となり、液圧縮状態が生じると、急激に
圧５ａｔｔの吐出ガス温度が低下し、その温度が吐出ガ
ス温度調節器２３Ｈの設定値以下になると、この温度調
節器の一方の接点（ａ）が開き、冷媒送液電磁弁２１が
閉じて送液を停止する。同時に、他方の接点（ｂ）が閉
じて、バイパス電磁弁２１ＨＶが開いて、再び起動時と
同様に過熱された吐出ガスが、低圧側にバイパスされ、
吸入管路Ｐ２１内の液分を含んだガスと混合して、吸入
ガスを加熱して液分を積極的にガス状態にすることで、
液圧縮を回避する。

圧縮機過電流リレー５１Ｃまたは吐出圧力開閉器ＨＰの
動作で緊急停止をした場合の再起動時も、前述した起動
と同じく、まず吐出ガスが低圧側にバイパスされて既に
流入していた液と混合してガス分の多い状態の吸入ガス
をつくり、再起動における液圧縮を回避する。

また正常な運転において、温度調節器２３Ｒが開いて停
止した場合でも、冷媒液電磁弁２１の弁の閉止機構に漏
れが生じていると、圧縮機停止中に高圧側の液冷媒が低
圧側に漏れて、起動時に液圧縮を引き起こすことが予想
されるが、吐出ガスがバイパスされることにより、その
解消ができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、電気的な制御と吐
出ガスバイパス弁を用いることによって、従来のように
アラキュムレ−ターや温度自動膨張弁を使用することな
く、しかも大型になることもなく、低コストで圧縮機の
不測の停止や冷却器の機能低下の場合に発生する液圧縮
を防止することができる。そして起動時に吐出側にある
高圧のガスを吐出側にバイパスさせることで、吐出側圧
力が低下することにより起動時の電流を低減することが
できる。また微妙な調整の適、不適により装置の機能の
低下を防止できるので、熟練した調整技能がなくとも、
一定の技能をもつ作業者で的確な調整ができる。従来の
温度自動膨張弁を使用する場合は、温度自動膨脹制弁を
取り付ける位置が冷却器の至近距離でなくてはらなかっ
たのが、本制御システムを使用することにより、適当な
離れた位置に減圧弁の取付けができ、そのために従来は
低温雰囲気での微妙な調整作業が必要であったが、常温
の場で作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷凍機の電気制御図、第２図はその冷
媒液のフロー図、 第３図は従来の冷凍機の電気制御図、第４図はその冷媒
液のフロー図である。 １０・・・冷却部、１０ａ冷却器、 １１・・・圧縮機、１２・・・凝縮器、２−１・・・起
動タイマー ２−２・・・時限タイマ、 ２−２　（ａ）　、　２−２　（ｂ　）　・・・接点２
１・・・冷媒送液開閉弁、 ２１ＨＶ・・・圧縮機吐出ガスバイパス弁、２３Ｈ・・
・圧縮機吐出ガス温度調節器、２３Ｈ（ａ）、２３Ｈ（
ｂ）−接点、 ２３Ｒ・・・冷却部の温度調節器、 ５２Ｃ・・・圧縮機電磁開閉器、 ＨＰ・・・圧ｍｓの吐出圧力開閉器、 ＬＰ・・・圧縮機の低圧圧力開閉器、 Ｐ１〜Ｐ３・・・配管、Ｐ２１・・・低圧配管部、Ｐ４
・・・バイパス管路。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 常時閉接点であつて、圧縮機（１１）の吐出圧力上昇で
   開く吐出圧力開閉器（ＨＰ）と、上記圧縮機の吸入圧力
   上昇で接点が閉じる低圧圧力開閉器（ＬＰ）と、 上記吐出圧力開閉器と直列に電気回路を構成し、冷却部
   （１０）の温度上昇で接点が閉じる温度調節器（２３Ｒ
   ）と、 この温度調節器の接点の開閉により制御され、凝縮器（
   １２）と冷却器（１０ａ）とを接続する配管Ｐ１を開閉
   する冷媒送液開閉弁（２１）と、上記温度調節器（２３
   Ｒ）と電気的に直列に接続されていてこの温度調節器に
   よって開閉され、入口が圧縮機（１１）の吐出口から凝
   縮器（１２）間の配管Ｐ３から分岐したバイパス管路（
   Ｐ４）に接続し、出口が上記圧縮機の吸入口側に連通し
   電気的に開閉制御される吐出ガスバイパス弁（２１ＨＶ
   ）と、 上記温度調節器（２３Ｒ）と冷媒送液開閉弁（２１）と
   の電気回路中にあって、かつ圧縮機の吐出ガス温度上昇
   によって閉となる接点（２３Ｈ（ａ））と、温度調節器
   の接点と吐出ガスバイパス弁（２１ＨＶ）との直列電気
   回路中にあつて、かつ圧縮機の吐出ガス温度上昇によっ
   て開となる接点（２３Ｈ（ｂ））とを有する温度調節器
   （２３Ｈ）と、 上記低圧圧力開閉器（ＬＰ）に従動して動作し、設定時
   間経過後に開となる電気接点（２−２（ｂ））と、設定
   時間経過後に閉となる電気接点（２−２（ａ））とを有
   する時限タイマ（２−２）とを具備する冷凍機の制御シ
   ステム。